電源模塊來救援

其他性能方面的考慮電源的設(shè)計(jì)包括負(fù)載瞬態(tài)和熱管理。負(fù)荷瞬變是控制環(huán)路結(jié)構(gòu)，開關(guān)頻率和輸出濾波器大小的函數(shù)。熱問題都涉及到工作環(huán)境溫度，并從所述功率元件去除熱量的能力。為電源模塊，這是作為一個(gè)大部分熱量是在包裝內(nèi)所消耗的主要問題之一。憑借更小的體積，有較少的接觸面積的板(用于QFN式封裝)。其結(jié)果是，具有先進(jìn)的包具有低熱阻(特別是結(jié)到板)與高效率的調(diào)節(jié)器一起使用是為了實(shí)現(xiàn)使用小的功率模塊用溶液(圖4)所帶來的好處是必須的。

hyperspeed控制圖像

圖4：Hyperspeed控制提供快速的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。

滿足具有挑戰(zhàn)性的系統(tǒng)要求

而完全整合，最新的電源模塊解決方案允許最終用戶一定的靈活性，如設(shè)置電流限制，頻率，和輸出電壓與外部電阻器。以這種方式，在同一個(gè)模塊可以為系統(tǒng)中不同的輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)整電流極限的能力允許為最佳過流保護(hù)。調(diào)節(jié)頻率的能力解決了效率對(duì)瞬態(tài)權(quán)衡。另外，由于許多的零件都包括在電源模塊中，在設(shè)計(jì)的布局和布線要容易得多。取決于功率模塊供應(yīng)商的露出熱墊的尺寸和形狀可以是不同的。一些供應(yīng)商提供與他們的QFN封裝，而其他使用LGA / BGA封裝，它可以是更加困難和更昂貴的組裝非常容易墊的位置。

當(dāng)設(shè)計(jì)用于分布式電源系統(tǒng)用于工業(yè)或醫(yī)療應(yīng)用，小型高壓解決方案寬輸入和輸出電壓范圍是理想的。該MIC28304是在一個(gè)小的12×12×3毫米封裝，其中，當(dāng)與分立解決方案相比，可以由超過60%減少PCB需求的70 V / 3的模塊。該設(shè)備的外部元件，得到靈活地設(shè)置的電流極限頻率，如果有必要避免在一定的開關(guān)頻率，和輸出電壓，這是可編程的從0.8 V至24 V.該器件獲得令人印象深刻的效率水平都在輕和全負(fù)荷在負(fù)荷的HyperLight版本。最后，該電源模塊符合EMI CISPR乙22級(jí)天賦。

設(shè)計(jì)用于企業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施，數(shù)據(jù)通信，F(xiàn)PGA電源，或分布12 V客車應(yīng)用程序時(shí)的要求是不同的。這些應(yīng)用通常需要更高的電流，效率高，體積小的電路板空間是一個(gè)溢價(jià)。負(fù)荷的點(diǎn)經(jīng)常需要接近到處理器。對(duì)于這種類型的應(yīng)用程序，該MIC452xx系列器件提供最小的外形尺寸和最高的功率密度。所使用的控制體系結(jié)構(gòu)用于一個(gè)快速環(huán)路響應(yīng)最佳，所得與需要更少的輸出電容。與此同時(shí)，5伏到24伏的輸入電壓范圍允許使用同一個(gè)家庭的用于從5伏或12伏的公共總線軌供給，減少部件的數(shù)目來限定，并且必須保持在庫存。再次，一臺(tái)設(shè)備提供了高度的靈活性，并具有最少的外部元件來實(shí)現(xiàn)一個(gè)非常小的外形尺寸。提供在QFN封裝，這些設(shè)備是比較容易當(dāng)與LGA溶液相比，所有組分可以放置在頂側(cè)(圖5)進(jìn)行布局。一些無源元件可放置在底部，如果需要更小的溶液。

Microchip的MIC452xx系列器件的圖像

圖5：簡單地模式的散熱性能和消除裝配問題進(jìn)行了優(yōu)化。

適合于DC / DC電源模塊，其他應(yīng)用包括固態(tài)硬盤，手持設(shè)備，企業(yè)存儲(chǔ)，服務(wù)器，無線網(wǎng)絡(luò)/ WiMax的模塊和可穿戴電子產(chǎn)品，電路板空間和低調(diào)往往是有限的。在這些類型的應(yīng)用，4兆赫的高開關(guān)頻率允許非常小的內(nèi)部電感，允許一個(gè)非常微型封裝解決方案。此外，與高開關(guān)頻率，小輸出電容器可以使用而不顯著輸出紋波。該MIC33163整體解決方案要求只有4.6毫米×7 1.1毫米的最大高度mm的電路板空間，并能夠提供輸出電流1A的。由于所需要的這些設(shè)備的電路板空間的量，它們經(jīng)常被用來作為替換為LDO，具有顯著改善效率。這些器件的輸入電壓范圍為2.7 V至5.5 V與4MHz的開關(guān)頻率，并提供有效率可達(dá)93%以上，同時(shí)滿足EMI性能(CISPR22 B類)。

結(jié)論

最新的DC / DC電源模塊簡單與外部部件的最少數(shù)量使用，并允許方便PCB布局。其緊湊形狀因子使用最少的電路板空間，新的控制體系結(jié)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)快速的瞬態(tài)響應(yīng)，從而節(jié)省了濾波電容的數(shù)量。新一代的功率模塊具有小巧的外形，但仍然提供了良好的轉(zhuǎn)換效率。系統(tǒng)可靠性得到增強(qiáng)，因?yàn)樗鼈兪峭耆珳y(cè)試和具有最小的外部元件，這對(duì)于應(yīng)用中的系統(tǒng)被暴露于濕氣和惡劣環(huán)境尤其重要。最終，易于使用的電源模塊提供的是駕駛自己越來越多地采用。了解一個(gè)設(shè)計(jì)將努力在第一時(shí)間，并具有靈活性，以適應(yīng)不斷變化的規(guī)格后期的設(shè)計(jì)周期是強(qiáng)大的，令人信服的理由來考慮使用電源模塊。